АкушерствоАнатомияАнестезиологияВакцинопрофилактикаВалеологияВетеринарияГигиенаЗаболеванияИммунологияКардиологияНеврологияНефрологияОнкологияОториноларингологияОфтальмологияПаразитологияПедиатрияПервая помощьПсихиатрияПульмонологияРеанимацияРевматологияСтоматологияТерапияТоксикологияТравматологияУрологияФармакологияФармацевтикаФизиотерапияФтизиатрияХирургияЭндокринологияЭпидемиология

и изменения энтропии при кристаллизации

Прочитайте:
  1. II. Изменения в системе кровообращения
  2. II. Изменения, претерпеваемые личностью по мере развития процесса
  3. V. Изменения в челюстно-лицевой области
  4. VI 1.2.3. Изменения в системе крови
  5. Аберрации (изменения числа или структуры) Х-хромосом
  6. Адаптивные изменения
  7. Алгоритм изменения дозы варфарина
  8. Альтеративные изменения
  9. Анаэробные возможности организма, факторы, их определяющие, методы оценки и изменения под влиянием спортивной тренировки.
  10. Атмосферный воздух как фактор биосферы, природный химический состав. Глобальные изменения качества атмосферного воздуха.

Применяя закон сохранения энергии к процессу охлаждения твердого олова после кристаллизации, запишем

(Cоmо + Cаmа)dT + α F (T - Tс)dτ = 0, (6.2)

где dQ = (Cоmо + Cаmа) dT - количество теплоты, отданное оловом и ампулой за время dτ, α F (T - Tс)dτ - количество теплоты, полученное окружающей средой через площадь поверхности ампулы F за время dτ; Со и Са - удельные теплоемкости олова и материала ампулы; T – температура твердого олова; Тс - температура окружающей среды;α – коэффициент теплоотдачи с поверхности ампулы в окружающую среду (считаем ее постоянной).

Применим закон сохранения энергии к процессу кристаллизации олова:

λкmо + α F (Tк - Tс)∆τк = 0, (6.3)

где λкmо - количество теплоты, отданное оловом при его кристаллизации за время кристаллизации ∆τк; α F (Tк - Tс) - теплота, полученная окружающей средой через поверхность ампулы за время кристаллизации.

Из формул (6.2) и (6.3) и определения изменения энтропии

, (6.4)

, (6.5)

Следовательно, для определения удельной теплоты кристаллизации λк и ∆Sк - изменения энтропии в этом процессе необходимо измерить Тк и ∆τк, и вычислить производную функции Q = f(τ) в произвольной точке, соответствующей температуре твердого олова в процессе его охлаждения. Производная находится из графика, построенного по экспериментальным данным (кривая охлаждения).

Порядок выполнения задания 2

1. Измерить начальную температуру Тс комнатным термометром.

2. Включить печь, секундомер, милливольтметр. Нагревать ампулу с оловом до тех пор, пока термо-ЭДС не достигнет постоянной величины, а затем начнет увеличиваться.

3. Выключить печь, отвернуть винт ползунка и поднять ампулу с оловом.

4. Измерить значения термо-ЭДС при охлаждении олова. Интервал времени охлаждения ∆τ взять равным 20 с. Время наблюдения 15 мин.

5. Измеренные значения термо-ЭДС U и время τ занести в табл. 6.1.

6. По значениям U и градуировочному графику найти значения температур Т, занести в табл. 6.1.

7. Построить график зависимости U(τ). Количество точек можно уменьшить, но как можно точнее зафиксировать начало и конец кристаллизации.

8. Рассчитать Q = T – Tc по данным охлаждения твердого олова. Занести эти значения в табл. 6.2 (не менее 10 значений).

Таблица 6.2

τ, с              
Q=T-Tc,К              

 

9. Построить график зависимости Q = f(τ), используя данные таблицы 6.2.

10. Найти из графика производную в произвольной точке.

11. Рассчитать λк и ∆Sк по формулам 6.4 и 6.5.

12. Сделать выводы.

 

Контрольные вопросы

1. Какими параметрами определяется состояние системы?

2. Какой процесс называется обратимым?

3. Какое состояние системы называется равновесным?

4. Что называется функцией состояния? Приведите пример такой функции.

5. Что называется циклом? Из каких процессов состоит цикл Карно?

6. Как изменяется энтропия замкнутой системы при процессах 1) обратимом, 2) необратимом?

7. Что характеризует энтропия в молекулярно-кинетической теории? Единица измерения энтропии.

8. Каким соотношением связаны между собой энтропия S и вероятность W состояния системы?

9. Что называется фазой? Привести примеры различных фаз.

10. Что называется фазовым переходом? Плавление и кристаллизация. Удельная теплота плавления.

11. При каких процессах, происходящих в данной работе, энтропия возрастает, а при каких уменьшается? Почему?

12. Примените закон сохранения энергии при охлаждении и кристаллизации олова.

13. Чему равно изменение энтропии при нагревании и плавлении олова?

 

 

Литература: [1] - [5].

 

Дата добавления: 2015-11-26 | Просмотры: 490 | Нарушение авторских прав

При использовании материала ссылка на сайт medlec.org обязательна! (0.004 сек.)